摘要：通過(guò)模擬試驗(yàn)和工程實(shí)體大量檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析研究，對(duì)錨桿無(wú)損檢測(cè)中幾個(gè)重要問(wèn)題的探討研究：通過(guò)工藝性試驗(yàn)，確定無(wú)損檢測(cè)值在工程質(zhì)量控制中的可靠性；通過(guò)不同齡期的無(wú)損檢測(cè)，得出對(duì)固結(jié)波速隨砂漿齡期增長(zhǎng)的關(guān)系；通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，得出桿底反射的多種形式和判別的最佳齡期以及外露長(zhǎng)度對(duì)錨桿無(wú)損檢測(cè)的影響.
1引言
邊坡錨桿的施工質(zhì)量對(duì)工程安全運(yùn)行尤為重要，邊坡支護(hù)工程中，常規(guī)錨桿拉拔力試驗(yàn)不能完全保證錨桿的施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于高強(qiáng)螺紋錨桿，當(dāng)錨固長(zhǎng)度達(dá)到錨桿直徑42倍時(shí)，握裹力不在隨錨桿長(zhǎng)度的增加而增加，水電工程錨桿的長(zhǎng)與直徑比達(dá)到了100～300，因此僅用抗拔力來(lái)檢驗(yàn)施工質(zhì)量是不完整的。本工程采用錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)錨桿的注漿密實(shí)度，相比傳統(tǒng)的錨桿抗拔力檢測(cè)，具有無(wú)損、便捷、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，在工程中廣泛應(yīng)用，一些大型工程（如小浪底、三峽、水布埡、龍灘等）逐漸采用聲波反射無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)工程的錨桿長(zhǎng)度和錨固密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，已達(dá)到有效控制錨桿錨固質(zhì)量的目的。本文通過(guò)模擬試驗(yàn)和大量檢測(cè)數(shù)據(jù)分析對(duì)比，對(duì)無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中幾個(gè)重要問(wèn)題進(jìn)行探討研究，得出可供工程實(shí)踐的重要結(jié)論.
2.錨桿無(wú)損檢測(cè)與實(shí)際值的對(duì)比研究
2.1基本原理
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是利用聲頻應(yīng)力波（簡(jiǎn)稱聲波）快速檢測(cè)，在錨桿外漏的端頭，利用超磁震源激發(fā)高頻能量聲波或手錘敲擊，同時(shí)接收錨桿體內(nèi)的反射信息。利用聲波在受邊界條件約束的一維桿狀體內(nèi)傳播的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)規(guī)律，尤其是對(duì)邊界條件變化產(chǎn)生的特征反射和桿體內(nèi)波動(dòng)能量的衰減特征，進(jìn)行頻譜分析和能量衰減分析，快速檢測(cè)與分析錨桿長(zhǎng)度、錨固狀態(tài)的檢測(cè)。
2.2試驗(yàn)及其結(jié)果分析
為了確定錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的可靠性，即無(wú)損檢測(cè)的密實(shí)度和錨桿長(zhǎng)度與實(shí)際值誤差是否滿足質(zhì)量控制的要求，選取兩種類型錨桿（4.5m*Φ25、6m*Φ25）各三根，以相同的孔斜、水泥砂漿模擬現(xiàn)場(chǎng)施工工藝，將水泥砂漿注入Φ50*2.1mmPVC管中，然后插入錨桿現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，不同齡期進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，七天齡期剖管查看，對(duì)比分析無(wú)損檢測(cè)的可靠性。
7天齡期無(wú)損檢測(cè)與實(shí)際剖管結(jié)果對(duì)比分析，檢測(cè)出的密實(shí)度與實(shí)際值的誤差在-0.6%～+7.3%；長(zhǎng)度絕對(duì)誤差小于9cm，相對(duì)誤差小于1.98%，其中4-1號(hào)錨桿外露長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)0.60m，造成密實(shí)度誤差和長(zhǎng)度誤差偏大。從試驗(yàn)結(jié)果看，錨桿無(wú)損檢測(cè)值可靠性達(dá)實(shí)際值92.8%，滿足施工質(zhì)量控制要求。
通過(guò)對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)錨桿進(jìn)行抗拉拔力試驗(yàn)（設(shè)計(jì)值20kN），當(dāng)力值達(dá)到60kN時(shí)，錨桿無(wú)位移滑動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)分析，飽滿度僅43.2%，因此，在工程質(zhì)量控制過(guò)程中，對(duì)錨桿飽滿度進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)是必要的。
3.不同砂漿齡期對(duì)固結(jié)波速的影響
固結(jié)波速是錨桿錨固質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，根據(jù)公式，式中：C1，C2分別為錨桿
和錨固介質(zhì)在錨固狀態(tài)下的折算剛度（N/m），與二者粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)上式可以看出在錨固體內(nèi)，固結(jié)波速介于桿體和錨固介質(zhì)的波速之間。鋼筋波速檢測(cè)值為=5155m/s，純砂漿波速為=3100-3400m/s，根據(jù)工地2d-40d檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，固結(jié)波速檢測(cè)范圍=4514-3344m/s，隨著砂漿齡期增長(zhǎng)和邊坡沉降的穩(wěn)定，粘結(jié)強(qiáng)度和錨固質(zhì)量趨于最佳。模擬試驗(yàn)中通過(guò)對(duì)砂漿齡期為2d～7d時(shí)錨桿的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)固結(jié)波速差異很小，=4339-4453m/s，平均值=4378m/s，基本處于鋼筋波速與錨固介質(zhì)波速中間。
4.桿底反射波形的確定
桿底反射的確定將直接影響錨桿的檢測(cè)長(zhǎng)度，檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，錨桿注漿兩天后，錨固介質(zhì)和錨桿的粘結(jié)力較小，桿底反射信號(hào)明顯，隨著砂漿強(qiáng)度的增長(zhǎng)，錨固介質(zhì)和錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度趨于最佳，桿底反射信號(hào)變?nèi)酰鐖D4-1。在錨固密實(shí)度比較高、巖體包阻抗較大、錨桿入巖較長(zhǎng)，錨桿桿底反射的信號(hào)一般較弱，很難辨別，根據(jù)2d-7d不同砂漿齡期檢測(cè)波形對(duì)比，發(fā)現(xiàn)錨桿注漿2d-7d后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，可以準(zhǔn)確判定桿底反射和缺陷反射。
5外露長(zhǎng)度對(duì)無(wú)損檢測(cè)的影響
檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)外露長(zhǎng)度超過(guò)0.35cm后，頻譜出現(xiàn)雙峰，檢測(cè)的波形頻譜和時(shí)域分析差異性較大，激震過(guò)程中外露端能聽(tīng)見(jiàn)微弱余振，手握外露端頭有輕微震感，分析原因：錨桿外露長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，在受激振動(dòng)后，外露鋼筋產(chǎn)生的余振與初始應(yīng)力波相互干涉，造成缺陷反射和桿底反射不明顯，影響波形分析。在檢測(cè)過(guò)程中，用手將外露桿體側(cè)壓后進(jìn)行激震采樣，波形分析過(guò)程中，將余振產(chǎn)生的峰值過(guò)濾，能減少余振的影響.
6.結(jié)論
通過(guò)工程實(shí)體檢測(cè)過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)錨桿無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中需要充分考慮注漿工藝，圍巖情況，錨桿方向及外露端質(zhì)量等方面對(duì)波形分析的影響，無(wú)損缺陷判別的理論分析是基于聲波在均勻介質(zhì)傳播過(guò)程中，對(duì)不同介質(zhì)產(chǎn)生的不同反射波而判別為缺陷，通過(guò)模擬試驗(yàn)與實(shí)際檢測(cè)中對(duì)比得出，不同地質(zhì)條件對(duì)砂漿包裹錨桿的均質(zhì)性影響很大.通過(guò)以上分析，得出如下重要結(jié)論可應(yīng)用于指導(dǎo)工程實(shí)踐：
錨桿無(wú)損檢測(cè)可靠性能夠滿足工程實(shí)體質(zhì)量控制，實(shí)體檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)圍巖類別、錨桿類別、注漿方向、注漿工藝等因素綜合考慮缺陷的判別，可提高分析的精度和避免缺陷誤判；
固結(jié)波速的確定，需要在不同圍巖條件下進(jìn)行試驗(yàn)，確定各類圍巖條件下不同飽滿度的固結(jié)波速，用于錨桿長(zhǎng)度的檢測(cè)；
錨桿無(wú)損檢測(cè)最好是在砂漿齡期兩天后進(jìn)行，如果齡期過(guò)長(zhǎng)，錨桿桿底反射信號(hào)較難判別，影響錨桿長(zhǎng)度的測(cè)定；
錨桿外露長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)將影響檢測(cè)精度，檢測(cè)過(guò)程中可對(duì)過(guò)長(zhǎng)部分采取切除、用手側(cè)壓的方式避免外露端余振干擾檢測(cè)波形.
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